Internet电话技术及其与PSTN的接口_尹建琪

#17#The Desi g n of SPC Switchin g Char g e S y stemSu Yin g biaoXia Xiaomin gYan g Xue j unH uan g Zailu(HU ST ,Wu han 430074)Abstract Adopting the general charge patt ern,we present an int egrat ed charge system design of real time charging and charge account in g ,then g ive a realized s y stem structure.Key wordsSPC,charge,charge accounting(收稿日期:1997-09-20)Internet 电话技术及其与PSTN 的接口尹建琪温斌(北京邮电大学北京100876)摘要本文首先介绍了Internet 电话技术以及为什么要与PST N 接口的原因,接着对现有的几种方案进行了比较和说明,然后讨论了实现Internet 电话实时传送所面临的问题,介绍了现有的关于Internet 电话技术的国际标准和相关协议,最后提出了一种实现Internet 电话技术(PST N 接入网关)的硬件和软件结构。

关键词InternetITG网关1前言Internet 电话技术是目前Internet 应用领域的一个热门话题。

它主要指在Internet 中实时传送声音,从广义上讲,它包括在Internet 中实时传送多媒体信息。

Internet 电话技术是非常年轻的技术,最早的产品也只能追溯到1995年。

当时Int ernet 电话技术的开发商们推出了一些基于计算机平台的软件产品。

如VocalT ec 的Iphone(即In -ternet Phone)、Net Speak 公司的WebPhone,以及后来Netsca p e 的CoolTalk 等。

即使到现在,Internet 电话技术仍然有许多没有解决的问题,例如如何保证话音质量、如何减少传送时延、如何有效地进行呼叫和连接等。

然而,由于其潜在市场的巨大吸引力,这许多问题仍然挡不住Internet 电话技术的迅速发展。

Internet 电话技术受到如此关注最直接的原因就是Inter -net 电话技术可以非常显著地降低长途通话的费用。

传统的线路交换一旦通信通道建立,无论是否讲话,都将占用通信线路。

一般情况下,通话双方仅有一方在讲话,那么线路利用率至少浪费50%。

如果考虑Internet 电话通常都采用话音/数据压缩技术,且说话人一方讲话时还有许多停顿等因素,Internet 电话采用的信道复用和基于分组交换的传输技术比传统的电话交换系统可以提高许多倍的线路传输利用率,因而这是其便宜的主要原因。

此外,新的基于计算机的多媒体通信也需要Internet 电话技术的支持,也促使了这一新技术的发展。

当然,受市场驱动也是In -ternet 电话技术迅速发展的原因。

据有关专家预测,Internet 电话技术市场将从1995年的350万美元上升到1999年的5.6亿美元。

面对这一巨大市场,许多大公司像M icrosof t 、Int el 、Lu -cent 都纷纷加入了这一市场的竞争。

同时,这种竞争也促使了与Internet 电话技术相关的技术和标准的不断出现,如语音编码技术、实时传送协议(RT P:Rea-l tim e T ransport Protocol)[5,6]、资源预约协议(RSVP:Resource ReSerVation Prot ocol)[7]、呼叫建立和控制协议等等。

为这一技术的实用化提供了良好的条件。

#热点问题#了计费系统的处理效率。

对于用户档案、月租档案、电话(200号或800号)档案和费用档案等数据则采用数据库管理,以利于数据的管理及操作的灵活。

本文论述的设计思想及系统构成,应用于国产大型EIM-601程控交换机的新版软件中,实际运行表明,本计费系统具有较强的适应性和灵活性,除满足传统交换机计费功能外,还能同时完成200业务等计费功能,而计费、分拣和结算的一体化设计不仅降低了成本,而且提高了系统的结算效率。

参考文献1叶锦钿.S 1240程控交换机长途计费方式.电信科学,1989,5(4)2程林强等.2000系列电话计费控制系统.南京邮电学院学报,1995,10(4)#18#图2DSP插卡方案图1软件方案早期的Internet电话技术产品主要集中在计算机领域和计算机网络中。

现在许多公司已经开始研究如何与电话网进行有效地结合。

与电话网进行连接的意义有如下几点:首先,电话网的用户远远多于计算机用户。

就国内而言,目前约有7000万电话用户,而Internet用户只有60多万;在西方发达国家虽然有相对较多的计算机用户,然而比电话用户还是少得多。

因此Internet电话技术与普通电话网结合,会使这一技术占领更大的市场份额。

其次,对于话音通信,电话网仍然是世界上最大、最完善的网络,同时它还被用来作为其它网络的骨干网或交换网络,例如移动电话网、寻呼网、微蜂窝电话网以及数字用户环路等。

与电话网相连可以使Internet电话用户与上述其它网络的用户进行通信,从而扩展了Internet电话技术的范围。

最后,电话网的总交换容量目前也远大于Internet的总交换容量,与电话网相连可以使Internet电话用户共享电话网的交换容量,这一点在通过Internet打长途电话时很重要。

2Internet电话技术方案比较自1995年以来,基于Int ernet开发的话音及多媒体软硬件产品已有很多,本文不再列举这些产品,而是根据这些产品的解决方案和应用领域进行分类,同时对这些方案进行比较和说明。

2.1软件方案在所有的方案中,软件方案相对容易一些。

因为这种方案可以使用通用声卡、电话卡作为其话音接口,且其话音编码、回波消除和呼叫处理可以在主机CPU上完成,因而易于实现。

这种方案的显著优点就是可以支持多媒体通信。

由于这种方案主要适用于计算机用户,可以比较方便地实现如电视会议(V ideo Conf erence)、白板(White Board)、数据通信等功能,也可以实现点对点或点对多点的会议通信。

其具体方案如图1所示,图中任一Internet用户可以通过Internet呼叫其它用户,或者多个用户与MCU相连,进行多点通信。

然而,纯软件方案也有很大的局限性。

首先,由于话音压缩编码和回波消除算法在主机CPU上运行,要求主机的性能很高,并且,一个主机只能支持1~2个通信端口。

其次,由于主机处理的非实时性,通常会导致时延太长。

另外,通信的范围也只能局限在计算机网络内。

这类产品很多,比较典型的有:M-i crosoft的NetM eetin g,Vocaltec的Internet Phone,Netsca p e 的CoolT alk等。

2.2基于DSP的计算机插卡方案DSP方案可以获得比纯软件方案较好的效果,主要体现在话音质量和扩展性上。

由于话音编码、回波消除等算法均可在DSP上进行,减轻了主机CPU的负担。

主机可以插入多块DSP 板提供多路话音通道,同时由于DSP可以实时处理全双工话音信号,减少了话音时延。

当然也可以在DSP上运行比较复杂的话音压缩算法,以保证话音质量。

一些DSP插卡具有与PBX用户线的接口,可以作为简单的计算机网络与PST N网络联接的网关。

其实现原理如图2所示,其中PC用户之间的呼叫基本上与纯软件方案类似,只是普通电话可以作为话音输入/输出设备。

这种方案还可以采用IP 地址(或域名地址)与电话号码映射表的方式在小范围内实现PC到PSTN,或通过Int ernet实现PSTN到PS TN的通信。

比较典型的有:Quicknet Technologies的PhoneJACK, Micom的多端口DSP卡以及北京邮电大学电信工程学院开发的BYMVC多速率电话接口语音压缩卡。

这类卡一般都支持电话机的摘机检测,DTM F信号检测,呼叫进程信号音产生(如拨号音、忙音、回铃音等)以及振铃信号发生等功能,来模拟PBX 一侧用户电路功能。

此外还支持实时语音压缩编/解码。

作为Internet的终端用户,这是一种比较好的解决方案。

但如作为Internet与PST N的网关,却有一些力不从心。

这主要是因为容量太小,无法形成一种业务。

2.3Internet电话网关(ITG:Internet Tele p hon y Gatewa y)方案ITG是解决普通PST N电话用户通过Internet打长途电话的最佳方案。

由于IT G对于呼叫方和被叫方都是本地电话,因而IT G可以使Internet电话费用低的优点扩展到普通的PSTN用户。

与DSP方案不同的是IT G与市话局交换机或本地PBX的中继线相连。

其结构如图3所示。

市话网的用户可以通过一个特服号码拨入IT G,本地的ITG通过Internet/呼叫#19#图3Inter net电话网关方案远方的ITG,远方的IT G 再呼叫本地的PST N 用户。

ITG 除了完成电话网与Int ernet 的硬件接口外,还承担着信令转换、话音处理、呼叫应答与提示、路由寻址等功能。

ITG 真正实现了PSTN 与Int ernet 的有机结合。

ITG 实际上也扩展了计算机用户的话音通信范围。

通过ITG 可以实现PSTN 到PSTN 、PSTN 到PC 、PC 到PSTN 的全方位通信。

用户甚至可以把他的电话号码加入他的网页,访问者只要用鼠标一点即可通过Internet 与之通信。

这一功能对于一些公司提供热线咨询、技术支持、用户服务特别具有吸引力。

需要指出的是ITG 与用户小交换机(PBX)连接或与市话交换机连接的效果是不一样的。

与市话交换机连接的优点是可以提供较大的容量,可以设置统一的特服号码(类似200号、800号、900号等特服号码),也可以使用七号信令与ITG 通信。

但目前由于Int ernet 不能保证服务质量(QoS ),还不便于提供大容量的Internet 电话服务。

因此,许多Internet 电话技术生产厂家目前主要着眼于与PBX 的连接方案。

其主要用户是一些跨地区或跨国公司,如在本地和远方的公司都有PBX,那么可以通过ITG 将所有PBX 连接起来组成一个大Internet 电话网络,这样公司内部的长途费用会显著降低。

值得注意的是美国已有一些大公司开始研究向PST N 用户提供Int ernet 电话服务方案。

GTE 和贝尔通信公司(Bellcore)宣布将于1998年年底前提供Int ernet 传真和Internet 电话。